DE102013202177A1 - Electrical component - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement (1) mit einem elektrischen Funktionsraum (7) und einem elektrischen Isolationsraum (8), der zwischen einer Außenisolation (3) und dem elektrischen Funktionsraum (7) gebildet ist, wobei der elektrische Isolationsraum (8) mit einem Isolationsmedium gefüllt ist. Das vorgeschlagene Bauelement (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die Außenisolation (3) eine Manschette (11) ist, welche um den Funktionsraum (7) herum gegen diesen gedichtet angeordnet ist. Mittels der Manschette (11) kann ein kompakter Isolationsraum (8) bereitgestellt werden.The invention relates to an electrical component (1) with an electrical functional space (7) and an electrical insulation space (8) which is formed between an outer insulation (3) and the electrical functional space (7), the electrical insulation space (8) having a Isolation medium is filled. The proposed component (1) is characterized in that the outer insulation (3) is a sleeve (11) which is arranged around the functional space (7) and is sealed against it. A compact insulation space (8) can be provided by means of the cuff (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem elektrischen Funktionsraum und einem elektrischen Isolationsraum, der zwischen einer Außenisolation und dem elektrischen Funktionsraum gebildet ist, wobei der elektrische Isolationsraum mit einem Isolationsmedium gefüllt ist. The invention relates to an electrical component with an electrical functional space and an electrical insulation space, which is formed between an outer insulation and the electrical functional space, wherein the electrical insulation space is filled with an insulating medium.

Bei elektrischen Bauelementen, insbesondere bei elektrischen Bauelementen im Hochspannungsbereich, ist die elektrische Isolation der die Hochspannung führenden Komponenten stets eine Herausforderung. Insbesondere bei kosten- und ressourcensparender, kompakter Bauweise werden Isolationsmedien benötigt, welche eine höhere Spannungsfestigkeit aufweisen müssen als die umgebende Luft. Speziell bei Hochspannungsschaltanlagen müssen dazu Spannungsdifferenzen bis zu 1000 kV beherrscht werden, ohne dass Teilentladung bzw. Corona-Entladungen auftreten, welche zur Schädigung bis hin zu einem Verlust der Isolationsfähigkeit führen können. In electrical components, especially in electrical components in the high voltage range, the electrical insulation of the high voltage leading components is always a challenge. Especially with cost and resource-saving, compact design insulation media are needed, which must have a higher dielectric strength than the surrounding air. Especially for high-voltage switchgear, voltage differences of up to 1000 kV must be controlled without partial discharges or corona discharges, which can lead to damage or even loss of insulation capability.

Bisher setzt man zu dem beschriebenen Zweck folgende Lösungen ein:
Mittels einer geeigneten dielektrisch hochfesten Vergussmasse, wie gefüllte Epoxidharze, wird eine Feststoffisolation des elektrischen Funktionsraums bereitgestellt. Derartige Feststoffisolationen verursachen allerdings hohe Kosten. Zudem weisen sie häufig eine mangelnde Alterungsbeständigkeit auf, sowie die Neigung, bei großen Temperaturschwankungen Spalte zu den umgebenden Grenzflächen zu bilden, in welchen sich Teilentladungen ausbilden können. Weitere Nachteile sind die hohe Dichte und damit auch eine große Masse, welche eine entsprechend hohe mechanische Anforderung an das Gesamtsystem nach sich zieht. So far, one uses the following solutions for the described purpose:
By means of a suitable dielectric high-strength potting compound, such as filled epoxy resins, a solid insulation of the electrical functional space is provided. However, such solid insulation cause high costs. In addition, they often have a lack of aging resistance, as well as the tendency to form at high temperature fluctuations gaps to the surrounding boundary surfaces in which partial discharges can form. Other disadvantages are the high density and thus a large mass, which entails a correspondingly high mechanical requirement on the overall system.

Ferner kommen bisher flüssige Isolationsmedien zum Einsatz. Gebräuchlich sind hierbei Transformatoröle aus petrochemischer Herstellung oder aus biologisch erzeugten Ölen, hochreine Ester und Silikonöle. Nachteilig sind hier wiederum die hohen Kosten und die Neigung, insbesondere bei manchen Ölen, im Dauerbetrieb leitfähige Fäden (z. B. Kohlenstofffäden), zu bilden, welche die dielektrische Festigkeit beeinträchtigen können. Furthermore, so far liquid insulation media are used. Commonly used are transformer oils from petrochemical production or from biologically produced oils, high-purity esters and silicone oils. Disadvantages here again are the high costs and the tendency, in particular in the case of some oils, to form conductive threads (eg carbon filaments) in continuous operation, which can impair the dielectric strength.

Ferner sind noch gasförmige Isolationsmedien verbreitet, wie beispielsweise ein Gemisch aus SF6-Gas, das beispielsweise mit Stickstoff und trockener Luft angereichert ist, das zudem Kohlendioxid, und/oder Stickstoff und/oder Sauerstoff enthalten kann. SF6 weist zwar hervorragende dielektrische Eigenschaften auf, sein hohes Treibhauspotential macht es jedoch immer aufwändiger, dieses Material als Isolationsmaterial zu verwenden, ohne dass dieses Gas in die Atmosphäre gelangt und so den Treibhauseffekt verstärkt. Furthermore, gaseous isolation media are still common, such as a mixture of SF6 gas, which is enriched, for example, with nitrogen and dry air, which may also contain carbon dioxide, and / or nitrogen and / or oxygen. Although SF6 has excellent dielectric properties, its high global warming potential makes it increasingly difficult to use this material as an insulating material without this gas escaping into the atmosphere and thus increasing the greenhouse effect.

Grundsätzlich besteht bei den oben beschriebenen Lösungen zu dem das Problem, dass der Isolationsraum eine beträchtliche Größe aufweist. Mit Ausnahme der Feststoffisolation ist die Größe des Isolationsraums unabhängig von der Größe der zu isolierenden elektrischen Bauelemente. Basically, in the solutions described above, there is the problem that the insulation space has a considerable size. With the exception of the solid insulation, the size of the insulation space is independent of the size of the electrical components to be isolated.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrisches Bauelement anzugeben, bei dem eine ausreichende Spannungsfestigkeit im Außenbereich bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf gegeben ist. The object of the invention is to provide an electrical component in which a sufficient dielectric strength in the outer region is given at the same time low space requirement.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes elektrisches Bauelement umfasst einen elektrischen Funktionsraum und einen elektrischen Isolationsraum, der zwischen einer Außenisolation und dem elektrischen Funktionsraum gebildet ist, wobei der elektrische Isolationsraum mit einem Isolationsmedium gefüllt ist. Das Bauelement zeichnet sich dadurch aus, dass die Außenisolation eine Manschette ist, welche um den Funktionsraum herum gegen diesen gedichtet angeordnet ist. An inventive electrical component comprises an electrical functional space and an electrical insulation space which is formed between an outer insulation and the electrical functional space, wherein the electrical insulation space is filled with an insulating medium. The component is characterized in that the outer insulation is a sleeve, which is arranged around the functional space sealed against this.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, jedes elektrische Bauelement eines Hochspannungsschaltgeräts einzeln mit einer Manschette zur Isolation zu umgeben. Damit braucht entgegen der bisherigen Gepflogenheiten nicht das gesamte Volumen eines Hochschaltungsschaltgeräts befüllt werden. According to the invention, it is proposed to surround each electrical component of a high-voltage switching device individually with a sleeve for insulation. This does not need to be filled the entire volume of a high-voltage switchgear contrary to the past practices.

Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass das elektrische Bauelement nicht bereits werksseitig mit Isolationsmaßnahmen versehen sein muss. Stattdessen kann die Manschette zur Isolation am Ort des Einsatzes des elektrischen Bauelements angebracht werden. In addition, there is the advantage that the electrical component does not already have to be provided with insulation measures at the factory. Instead, the sleeve can be mounted for insulation at the location of use of the electrical component.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Form und Größe der Manschette der jeweiligen Anwendung auf einfache Weise angepasst werden kann. Dies erleichtert eine Lagerhaltung und senkt damit die Kosten der Herstellung. Another advantage is that the shape and size of the sleeve of the respective application can be easily adapted. This facilitates storage and thus reduces the cost of production.

Durch die vorgeschlagene Manschette kann zudem das mit Isolationsmedium zu befüllende Volumen minimiert werden. Auch hierdurch kann das elektrische Bauelement mit im Vergleich wesentlich geringeren Kosten hergestellt werden. The proposed cuff also allows the volume to be filled with insulating medium to be minimized. This also makes it possible to produce the electrical component with comparatively much lower costs.

Der Isolationsraum ist insbesondere durch ein rohrförmiges Isoliergehäuse und das Isoliergehäuse an den gegenüberliegenden enden abschließende Endkappen gebildet, durch die jeweilige Anschlüsse des elektrischen Bauelements geführt sind. Ein derartiges Bauelement ist insbesondere in Gestalt von Vakuumschaltröhre bekannt. The insulation space is in particular by a tubular insulating housing and the insulating housing at the opposite ends formed final end caps, are guided by the respective terminals of the electrical component. Such a component is known in particular in the form of vacuum interrupter.

Bei einer solchen Bauform kann die Manschette gegen das Isoliergehäuse gedichtet sein. Ebenso kann die Manschette gegen die Endkappen gedichtet sein. In einer Ausgestaltung kann die Manschette gegen radiale Wandabschnitte der Endkappen gedichtet sein. In einer anderen Ausgestaltung ist die Manschette gegen eine Stirnfläche der Endkappen gedichtet, welche in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Isoliergehäuses liegt. In einer weiteren Ausbildung kann die Manschette gegen die Anschlüsse gedichtet sein. In such a design, the sleeve can be sealed against the insulating housing. Likewise, the cuff may be sealed against the end caps. In one embodiment, the collar may be sealed against radial wall portions of the end caps. In another embodiment, the collar is sealed against an end face of the end caps, which lies in a plane perpendicular to a longitudinal axis of the insulating housing. In a further embodiment, the cuff may be sealed against the terminals.

Dem Fachmann ist klar, dass bei einem rohrförmiges Isoliergehäuse und dem Einsatz einer erfindungsgemäßen Manschette an zwei gegenüberliegenden Enden der Manschette eine Abdichtung vorzunehmen ist. Die Abdichtung an den beiden Enden kann hierbei mittels einer der oben beschriebenen Varianten in gleicher Weise erfolgen. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Manschette an beiden Enden gegen das Isoliergehäuse gedichtet ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel können beide Enden der Manschette gegen die Endkappen gedichtet sein, usw. Ebenso können die vorgeschlagenen Abdichtungsmethoden miteinander kombiniert werden, d.h., an einem ersten Ende der Manschette bzw. des Isoliergehäuses kann beispielsweise die Manschette gegen das Isoliergehäuse gedichtet sein, an einem zweiten Ende kann die Manschette gegen die Endkappen gedichtet sein. Dabei ist jede mögliche Kombination aus den oben beschriebenen Dichtungsmaßnahmen möglich. It is clear to the person skilled in the art that in the case of a tubular insulating housing and the use of a sleeve according to the invention at two opposite ends of the sleeve, a seal is to be made. The sealing at the two ends can take place in this case by means of one of the variants described above in the same way. This means, for example, that the sleeve is sealed at both ends against the insulating housing. In another embodiment, both ends of the sleeve can be sealed against the end caps, etc. Similarly, the proposed sealing methods can be combined, ie, at a first end of the sleeve or the insulating housing, for example, the sleeve can be sealed against the insulating, on a second end, the cuff may be sealed against the end caps. Every possible combination of the sealing measures described above is possible.

Die Dichtung der Manschette gegen den Funktionsraum kann durch eine separate Dichtung, insbesondere eine Umfangsdichtung, oder durch die Gestalt und das Material der Manschette hergestellt sein. Wird die Dichtung der Manschette gegen den Isolationsraum durch die Gestalt und das Material der Manschette selbst hergestellt, so ist es zweckmäßig, wenn die Manschette aus einem flexiblen, elastischen Material besteht. The seal of the collar against the functional space may be made by a separate seal, in particular a peripheral seal, or by the shape and material of the collar. If the seal of the cuff is made against the insulation space by the shape and material of the cuff itself, it is useful if the cuff consists of a flexible, elastic material.

Insbesondere kann die Manschette aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet sein: Polymer, Silikon, Polypropylen oder Polyethylen oder deren Verwandte. Diese Materialien haben isolierende Eigenschaften und ermöglichen eine flexible, elastische Manschette. In particular, the cuff may be formed from one or more of the following materials: polymer, silicone, polypropylene or polyethylene or their relatives. These materials have insulating properties and allow a flexible, elastic cuff.

Allgemein wird die Außenkontur der Manschette so gewählt, dass die zu erreichenden Isolationsanforderungen erfüllt werden. Bei hohen Isolationsanforderungen kann vorgesehen sein, dass die Manschette zur Ausbildung von Isolationsrippen die Gestalt eines Balges aufweist. Generally, the outer contour of the sleeve is chosen so that the required isolation requirements are met. At high insulation requirements can be provided that the sleeve has the shape of a bellows for the formation of insulation ribs.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Manschette in Umfangsrichtung einstückig ausgebildet. Hierdurch weist die Manschette eine geringstmögliche Anzahl an abzudichten Stellen auf. Hieraus ergibt sich, dass die Manschette über das zu isolierende elektronische Bauelement gezogen wird. Die Abmaße und Flexibilität der Manschette müssen daher so bemessen sein, dass einerseits das Überziehen der Manschette über das Isoliergehäuse des elektronischen Bauelements ermöglicht wird und andererseits gleichzeitig eine Abdichtung gegeben ist, wenn sich die Manschette in ihrer endgültigen Lage relativ zu dem Isoliergehäuse des Schaltelements befindet. In a further embodiment, the collar is integrally formed in the circumferential direction. As a result, the cuff has the least possible number of places to be sealed. It follows that the sleeve is pulled over the electronic component to be isolated. The dimensions and flexibility of the sleeve must therefore be such that on the one hand the coating of the sleeve on the insulating housing of the electronic component is enabled and on the other hand, a seal is given when the cuff is in its final position relative to the insulating housing of the switching element.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Manschette einen Außendurchmesser auf, der kleiner oder gleich in etwa dem zweifachen Durchmesser des Isolationsraums, d.h. dem Durchmesser des Isoliergehäuses, ist. In einer anderen konstruktiven Ausgestaltung ist die Größe und Gestalt der Manschette derart bemessen, dass das zwischen der Manschette und dem elektrischen Funktionsraum gebildete Volumen, das heißt das Volumen des Isolationsraums, kleiner oder höchstens gleich dem Innenvolumen des elektrischen Funktionsraums ist. In a preferred embodiment, the collar has an outside diameter that is less than or equal to about twice the diameter of the isolation space, i. the diameter of the insulating, is. In another constructive embodiment, the size and shape of the sleeve is dimensioned such that the volume formed between the sleeve and the electrical functional space, that is, the volume of the insulation space is smaller or at most equal to the internal volume of the electrical functional space.

Grundsätzlich kann als Isolationsmedium ein gasförmiges oder flüssiges Isolationsmedium verwendet werden. Beispielsweise kann ein Gemisch aus SF6-Gas, das mit Stickstoff und trockener Luft angereichert ist, das zudem Kohlendioxid und/oder Stickstoff und/oder Sauerstoff enthalten kann, eingesetzt werden. Als flüssige Isolationsmedien können beispielsweise auch die aus dem Stand der Technik bekannten Transformatoröle aus petrochemischer Herstellung oder aus biologisch erzeugten Ölen, hochreine Ester und Silikonöle zum Einsatz kommen. In principle, a gaseous or liquid insulation medium can be used as insulation medium. For example, a mixture of SF6 gas enriched with nitrogen and dry air, which may also contain carbon dioxide and / or nitrogen and / or oxygen, may be employed. As liquid insulation media, for example, known from the prior art transformer oils from petrochemical production or from biologically produced oils, high-purity esters and silicone oils can be used.

Bevorzugt ist es, wenn das Isolationsmedium eine flüssige Komponente, die niedrigviskose Isolierflüssigkeit enthält, und eine feste Komponente, die ein granuliertes Polymer umfasst, aufweist. Vorzugsweise sind sowohl die flüssige Komponente als auch die feste Komponente so ausgestaltet, dass ein Unterschied zwischen ihren Dichten, also der Dichte des Polymers und der Dichte der flüssigen Komponente, weniger als 0,5 g/cm³ beträgt. It is preferable that the insulating medium comprises a liquid component containing low-viscosity insulating liquid and a solid component comprising a granulated polymer. Preferably, both the liquid component and the solid component are designed such that a difference between their densities, ie the density of the polymer and the density of the liquid component, is less than 0.5 g / cm ³ .

Der Vorteil der Verwendung eines solchen Isolationsmediums liegt in der Kombination aus einer flüssigen Komponente und einer fein verteilten granulierten Festkörperkomponente, die es ermöglicht, auch komplexe Hohlräume des Isolationsraums spaltfrei zu füllen, wobei auch bei thermischen Ausdehnungen und sonstigen Geometrieänderungen keine Spalte oder elektrische Übergänge auftreten. Ein solches Isolationsmedium weist aufgrund seiner festen und flüssigen Bestandteile eine zähfließende Eigenschaft auf und verteilt sich in alle Hohlräume des Isolationsraums. Konkrete Ausführungsbeispiele, mit welchen Materialien bzw. Materialzusammensetzungen ein solches Isolationsmedium realisiert sein kann, können z.B. der WO 2012/156184 A1 entnommen werden. The advantage of using such an insulating medium lies in the combination of a liquid component and a finely divided granulated solid component, which makes it possible to fill even complex cavities of the insulation space gap-free, even with thermal expansions and other changes in geometry no column or electrical Transitions occur. Due to its solid and liquid components, such an insulating medium has a viscous property and is distributed in all cavities of the insulation space. Concrete embodiments, with which materials or material compositions, such an isolation medium can be realized, for example, the WO 2012/156184 A1 be removed.

Wie eingangs bereits beschrieben, besteht der Vorteil der vorgeschlagenen Manschette darin, dass die Abdichtung am Einsatzort des elektrischen Bauelements erfolgen kann. Dies bringt es mit sich, dass das Isolationsmedium auch erst am Ort des Einsatzes des elektrischen Bauelements in den elektrischen Isolationsraum eingebracht werden kann. Zu diesem Zweck kann die Manschette einen Füllstutzen, insbesondere mit einem selbsttätig schließenden Ventil, aufweisen, welches zum Einleiten des Isolationsmediums dient. Durch das Ventil kann sichergestellt werden, dass das in den elektrischen Isolationsraum eingebrachte Isolationsmedium nicht mehr aus diesem entweichen kann. Dennoch ist es mittels des Einfüllstutzens ohne weiteres möglich Isolationsmedium zu einem späteren Zeitpunkt nachzufüllen. As already described at the outset, the advantage of the proposed sleeve is that the seal can be made at the site of use of the electrical component. This implies that the insulating medium can also be introduced into the electrical insulation space only at the place of use of the electrical component. For this purpose, the sleeve may have a filler neck, in particular with an automatically closing valve, which serves to introduce the insulating medium. Through the valve can be ensured that the introduced into the electrical insulation space insulation medium can not escape from this. Nevertheless, it is easily possible by means of the filler neck to top up insulation medium at a later time.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungsformen sowie weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Further preferred embodiments and further features of the invention are described below with reference to the description of various embodiments in the drawing. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements in einer Schnittansicht, 1 A first embodiment of an electrical component according to the invention in a sectional view,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements in einer Schnittansicht, 2 A second embodiment of an electrical component according to the invention in a sectional view,

3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements in einer Schnittansicht, und 3 a third embodiment of an electrical component according to the invention in a sectional view, and

4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements in einer Schnittansicht. 4 A fourth embodiment of an electrical component according to the invention in a sectional view.

Die 1 bis 4 zeigen jeweils ein erfindungsgemäßes Bauelement 1 in Form einer Hochspannungsschaltvorrichtung mit einer Vakuumschaltröhre 2 als Schaltelement. Die Vakuumschaltröhre 2 umfasst ein Isoliergehäuse 4, welches an beiden gegenüberliegenden Enden von einer ersten und einer zweiten Endkappe 5, 6 begrenzt bzw. verschlossen ist. Durch die erste Endkappe 5 geht ein beweglicher Anschluss 9 hindurch. In gleicher Weise geht durch die zweite Endkappen 6 ein feststehender Anschluss 10 hindurch. Durch Bewegung des beweglichen Anschlusses 9 in Pfeilrichtung kann ein elektrischer Schaltkontakt (nicht dargestellt) im Inneren des Isoliergehäuses 4 geöffnet oder geschlossen werden. Der durch das Isoliergehäuse 4, die erste und die zweite Endkappe 5, 6 begrenzte Innenraum stellt einen elektrischen Funktionsraum 7 der Vakuumschaltröhre 2 dar. The 1 to 4 each show a device according to the invention 1 in the form of a high voltage switching device with a vacuum interrupter 2 as a switching element. The vacuum interrupter 2 includes an insulating housing 4 which at both opposite ends of a first and a second end cap 5 . 6 limited or closed. Through the first end cap 5 go a mobile connection 9 therethrough. In the same way goes through the second end caps 6 a fixed connection 10 therethrough. By movement of the movable connection 9 in the direction of the arrow, an electrical switching contact (not shown) in the interior of the insulating housing 4 be opened or closed. The through the insulating housing 4 , the first and second end caps 5 . 6 limited interior space provides an electrical working space 7 the vacuum interrupter 2 represents.

Die Vakuumschaltröhre 2 ist von einer dicht schließenden, spezifisch für die Gestalt des Isoliergehäuses 4 ausgebildeten Manschette 11 umgeben. Die Manschette 11 stellt eine Außenisolation 3 des Bauelements dar. Der zwischen der Manschette 11 und dem Isoliergehäuse 4 gebildete Innenraum stellt einen elektrischen Isolationsraum 8 dar, welcher mit einem nicht näher dargestellten Isolationsmedium gefüllt ist. Das Volumen des Isolationsraums 8 ist in etwa kleiner oder höchstens gleich dem Volumen des elektrischen Funktionsraums 7. Hieraus ergibt sich, dass die Manschette 3 einen Außendurchmesser aufweist, der in etwa kleiner oder gleich dem zweifachen Durchmesser des Isolationsraums 8 ist. The vacuum interrupter 2 is of a tight-fitting, specific to the shape of the insulating housing 4 trained cuff 11 surround. The cuff 11 represents an external insulation 3 of the component. The between the cuff 11 and the insulating housing 4 formed interior provides an electrical insulation space 8th which is filled with an insulation medium, not shown. The volume of the isolation room 8th is approximately smaller or at most equal to the volume of the electrical functional space 7 , It follows that the cuff 3 has an outer diameter which is approximately less than or equal to twice the diameter of the insulation space 8th is.

Die Außenkontur der bevorzugt einstückig ausgebildeten Manschette 11 wird derart gewählt, dass alle vorgegebenen Isolationsanforderungen erfüllt sind. Insbesondere kann die Außenkontur die in den 1 bis 4 gezeigte Gestalt eines Balges aufweisen, wodurch die Isolationsfähigkeit gegenüber einer zylindrischen Querschnittsgestalt erhöht ist. Die sich durch die Balgform ergebenden Isolationsrippen der Manschette 11 sind in den 1 bis 4 mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnet. Die Anzahl der Isolationsrippen 16 kann entsprechend der Länge des Isoliergehäuses 4 gewählt werden. Die Anzahl der Isolationsrippen 16 kann entsprechend den erwünschten Isolationsanforderungen gewählt werden. Die in den Figuren dargestellte Anzahl und Form der Isolationsrippen 16 ist lediglich beispielhaft und willkürlich gewählt. The outer contour of the preferably integrally formed sleeve 11 is chosen such that all given insulation requirements are met. In particular, the outer contour of the in the 1 to 4 having shown shape of a bellows, whereby the insulating ability is increased compared to a cylindrical cross-sectional shape. The resulting by the bellows shape isolation ribs of the cuff 11 are in the 1 to 4 with the reference number 16 characterized. The number of isolation ribs 16 can be according to the length of the insulating housing 4 to get voted. The number of isolation ribs 16 can be selected according to the desired insulation requirements. The number and shape of the isolation ribs shown in the figures 16 is chosen only as an example and arbitrarily.

Die Abstände zwischen 2 benachbarten Isolationsrippen können gleich, aber auch unterschiedlich gewählt sein. Ebenso kann die Höhe der Isolationsrippen (d.h. die Erstreckung in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Vakuumschaltröhre) bezüglich der Längsachse des Schaltelements 1 für alle Isolationsrippen gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. The distances between 2 adjacent isolation ribs may be the same, but also chosen differently. Likewise, the height of the isolation ribs (ie, the extent in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the vacuum interrupter) with respect to the longitudinal axis of the switching element 1 be formed the same or different for all isolation ribs.

Die Manschette 3 besteht aus einem flexiblen, isolierenden Material. Insbesondere kann die Manschette 3 aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet sein: Polymer, Silikon, Polypropylen oder Polyethylen oder deren Verwandte. Allgemein muss das für die Manschette 3 verwendete Material kompatibel zu dem in dem elektrischen Isolationsraum 8 verwendeten Isolationsmedium sein. Die Flexibilität des Materials der Manschette 3 erleichtert die Montage der Manschette 3, welche am Einsatzort der Vakuumschaltröhre 2 erfolgen kann. Hierzu wird die Manschette 3 von einer Anschlussseite her über die rotationssymmetrisch ausgebildete Vakuumschaltröhre 2 geschoben. The cuff 3 consists of a flexible, insulating material. In particular, the cuff 3 be formed of one or more of the following materials: polymer, silicone, polypropylene or polyethylene or their relatives. Generally this must be for the cuff 3 used material compatible with that in the electrical insulation space 8th be used isolation medium. The flexibility of the material of the cuff 3 facilitates the assembly of the cuff 3 , which at the place of use of the vacuum interrupter 2 can be done. For this will the cuff 3 from a connection side on the rotationally symmetrical vacuum interrupter 2 pushed.

Zum Befüllen des elektrischen Isolationsraums 8 mit Isolationsmedium weist die Manschette 11 einen Füllstutzen 17 auf. Der Füllstutzen 17 verfügt bevorzugt über ein selbsttätig schließendes Ventil. Nach dem Einfüllen des Isolationsmediums in den elektrischen Isolationsraum 8 sorgt das Ventil dafür, dass das Isolationsmedium nicht aus dem Isolationsraum 8 entweichen kann. Weiterhin kann der Füllstutzen 17 auch dazu verwendet werden, Isolationsmedium zu einem späteren Zeitpunkt in den Isolationsraum 8 nachzufüllen, sofern dies notwendig ist. For filling the electrical insulation space 8th with insulation medium has the cuff 11 a filler neck 17 on. The filler neck 17 preferably has an automatically closing valve. After filling the insulation medium in the electrical insulation space 8th the valve ensures that the insulation medium is not removed from the insulation space 8th can escape. Furthermore, the filler neck 17 also be used isolation medium at a later date in the isolation room 8th to be refilled if necessary.

Grundsätzlich kann als Isolationsmedium jedes geeignete Material/Medium zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann als gasförmiges Isolationsmedium ein Gemisch aus SF6-Gas, das mit Stickstoff und trockener Luft angereichert ist, das zudem Kohlendioxid und/oder Stickstoff und/oder Sauerstoff enthalten kann, eingesetzt werden. Als flüssige Isolationsmedien können beispielsweise die aus dem Stand der Technik bekannten Transformatoröle aus petrochemischer Herstellung oder aus biologisch erzeugten Ölen, hochreine Ester und Silikonöle zum Einsatz kommen. In principle, any suitable material / medium can be used as insulation medium. For example, as a gaseous insulating medium, a mixture of SF6 gas enriched with nitrogen and dry air, which may also contain carbon dioxide and / or nitrogen and / or oxygen, are used. As liquid insulation media, for example, known from the prior art transformer oils from petrochemical production or from biologically produced oils, high-purity esters and silicone oils can be used.

Bevorzugt ist es, wenn das Isolationsmedium eine flüssige Komponente, die niedrigviskose Isolierflüssigkeit enthält, und eine feste Komponente, die ein granuliertes Polymer umfasst, aufweist. Vorzugsweise sind sowohl die flüssige Komponente als auch die feste Komponente so ausgestaltet, dass ein Unterschied zwischen ihren Dichten, also der Dichte des Polymers und der Dichte der flüssigen Komponente, weniger als 0,5 g/cm³ beträgt. Der Vorteil der Verwendung eines solchen Isolationsmediums mit einer flüssigen Komponente und einer fein verteilten granulierten Festkörperkomponente ermöglicht es, auch komplexe Hohlräume des Isolationsraums spaltfrei zu füllen, wobei auch bei thermischen Ausdehnungen und sonstigen Geometrieänderungen keine Spalte oder elektrische Übergänge auftreten. Ein solches Isolationsmedium weist aufgrund seiner festen und flüssigen Bestandteile eine zähfließende Eigenschaft auf und verteilt sich in alle Hohlräume des Isolationsraums. Konkrete Ausführungsbeispiele, mit welchen Materialien bzw. Materialzusammensetzungen ein solches Isolationsmedium realisiert sein kann, können z.B. der WO 2012/156184 A1 entnommen werden. It is preferable that the insulating medium comprises a liquid component containing low-viscosity insulating liquid and a solid component comprising a granulated polymer. Preferably, both the liquid component and the solid component are designed such that a difference between their densities, ie the density of the polymer and the density of the liquid component, is less than 0.5 g / cm ³ . The advantage of using such an insulating medium with a liquid component and a finely divided granulated solid component makes it possible to fill even complex cavities of the insulation space without gaps, with no gaps or electrical transitions occur even with thermal expansions and other geometry changes. Due to its solid and liquid components, such an insulating medium has a viscous property and is distributed in all cavities of the insulation space. Concrete embodiments, with which materials or material compositions, such an isolation medium can be realized, for example, the WO 2012/156184 A1 be removed.

Die Außenisolation 3 in Gestalt der Manschette 11 ist, wie aus den 1 bis 4 ohne weiteres ersichtlich ist, um den elektrischen Funktionsraum 8 herum angeordnet und gegenüber diesem abgedichtet. Ein – in örtlicher Hinsicht – dem beweglichen Anschluss 9 zugeordneter erster Dichtungsabschnitt ist mit dem Bezugszeichen 12 und ein dem feststehenden Anschluss 10 zugeordneter zweiter Dichtungsabschnitt mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet. Die in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich hinsichtlich Details der Manschette 11, insbesondere dem Ort der Abdichtung zu der Vakuumschaltröhre 2, und werden nachfolgend näher erläutert. The outer insulation 3 in the shape of the cuff 11 is how out of that 1 to 4 is readily apparent to the electrical function space 8th arranged around and sealed against this. A - in local terms - the mobile connection 9 associated first sealing portion is denoted by the reference numeral 12 and a fixed connection 10 associated second seal portion with the reference numeral 13 characterized. The in the 1 to 4 The embodiments shown differ with respect to details of the cuff 11 , in particular the location of the seal to the vacuum interrupter 2 , and are explained in more detail below.

In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 erfolgt eine Dichtung der Manschette 11 gegen das Isoliergehäuse 4. Hierzu schmiegen sich Materialringe 14, 15 der Manschette 11 im Bereich der zugeordneten ersten und zweiten Dichtungsabschnitte 12, 13 an das Isoliergehäuse 4 an. Die Materialringe 14, 15 stellen in Längsachsenrichtung der Vakuumschaltröhre 2 ausgebildete Materialabschnitte der Manschette 11 dar. Die Dichtung der Manschette 11 gegen den Funktionsraum 7 kann durch die Gestalt und das Material der Manschette 11 hergestellt sein. Insbesondere kann sich die Manschette 11 im Bereich der Materialringe 14, 15 aufgrund ihrer flexiblen Eigenschaften unter Druck an das Isoliergehäuse 4 anlegen. Alternativ kann eine jeweilige separate Dichtung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, welche in den Bereichen des ersten und zweiten Dichtungsabschnitts 12, 13 zwischen den Materialringen 14, 15 und dem Isoliergehäuse 4 angeordnet ist. In the first embodiment according to 1 a seal of the cuff takes place 11 against the insulating housing 4 , For this purpose, material rings nestle 14 . 15 the cuff 11 in the region of the associated first and second sealing sections 12 . 13 to the insulating housing 4 at. The material rings 14 . 15 Set in the longitudinal axis direction of the vacuum interrupter 2 formed material sections of the cuff 11 dar. The seal of the cuff 11 against the function room 7 can by the shape and material of the cuff 11 be prepared. In particular, the cuff can 11 in the area of material rings 14 . 15 due to its flexible properties under pressure to the insulating housing 4 invest. Alternatively, a respective separate seal (not shown) may be provided in the regions of the first and second seal sections 12 . 13 between the material rings 14 . 15 and the insulating housing 4 is arranged.

In 1 ist die Manschette 11 mit dem bereits erwähnten Füllstutzen 17 für das Einfüllen des Isolationsmediums versehen. Lediglich der Einfachheit halber ist der Füllstutzen 17 in den Ausführungsbeispielen der 2 bis 4 nicht dargestellt. In 1 is the cuff 11 with the already mentioned filler neck 17 provided for the filling of the insulating medium. Only for the sake of simplicity, the filler neck 17 in the embodiments of the 2 to 4 not shown.

In dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3 erfolgt eine Dichtung der Manschette 11 gegenüber den Endkappen 5, 6. Während im Ausführungsbeispiel gemäß 2 die Materialringe 14, 15 an zugeordneten radial umlaufenden Wandabschnitten 18, 19 der ersten bzw. zweiten Endkappen 5, 6 anliegen, legen sich Wandabschnitte der Manschette 11 im Ausführungsbeispiel gemäß 3 an Stirnflächenabschnitte 20, 21 der ersten und zweiten Endkappen 5, 6 an. Diese Varianten weisen den Vorteil auf, dass die hinsichtlich eines elektrischen Felds kritischen Übergangsstellen im Grenzbereich zwischen dem Isoliergehäuse 4 und den Endkappen 5, 6 im Inneren des Isolationsraums 8 liegen. In the second and third embodiments according to the 2 and 3 a seal of the cuff takes place 11 opposite the end caps 5 . 6 , While in the embodiment according to 2 the material rings 14 . 15 at associated radially circumferential wall sections 18 . 19 the first and second end caps 5 . 6 abut, put wall sections of the cuff 11 in the embodiment according to 3 at face sections 20 . 21 the first and second end caps 5 . 6 at. These variants have the advantage that the critical with respect to an electric field crossing points in the boundary region between the insulating 4 and the end caps 5 . 6 inside the isolation room 8th lie.

Im vierten Ausführungsbeispiel gemäß 4 erfolgt eine Abdichtung gegen die Anschlüsse 9, 10. Hierzu liegen die Materialringe 14, 15 in der in Verbindung mit 1 bereits beschriebenen Weise an den Anschlüssen 9, 10 an. Aufgrund der Bewegung des beweglichen Anschlusses 9 im Falle von Schaltvorgängen der Vakuumschaltröhre weist die Manschette 11 in einem, dem beweglichen Anschluss 9 zugeordneten, Bereich eine balgförmige Verlängerung 22 auf. Diese ist derart flexibel ausgebildet, dass bei einer Bewegung des beweglichen Anschlusses 9 sich die balgförmige Verlängerung 22 in entsprechender Weise dehnt oder kürzt. In the fourth embodiment according to 4 a seal is made against the connections 9 . 10 , These are the material rings 14 . 15 in conjunction with 1 already described manner at the terminals 9 . 10 at. Due to the movement of the movable connection 9 in the case of switching operations of the vacuum interrupter, the sleeve has 11 in one, the mobile connection 9 assigned, area a bellows-shaped extension 22 on. This is designed so flexible that during a movement of the movable connection 9 the bellows-shaped extension 22 similarly stretches or truncates.

Die in den 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiele der Dichtung der Manschette gegenüber dem elektrischen Funktionsraum 7 können in beliebiger Weise kombiniert werden. So kann beispielsweise der erste Dichtungsabschnitt 12 an dem Isoliergehäuse 4 und der zweite Dichtungsabschnitt 13 an der zweiten Endkappe 6, oder umgekehrt, gebildet sein. Ebenso kann beispielsweise der erste Dichtungsabschnitt 12 an dem beweglichen Anschluss 9 und der zweite Dichtungsabschnitt 13 an der zweiten Endkappe 6 oder dem Isoliergehäuse 4 gebildet sein, usw. The in the 1 to 4 described embodiments of the seal of the sleeve relative to the electrical functional space 7 can be combined in any way. For example, the first sealing portion 12 on the insulating housing 4 and the second sealing portion 13 on the second end cap 6 , or vice versa, be formed. Likewise, for example, the first sealing portion 12 at the movable connection 9 and the second sealing portion 13 on the second end cap 6 or the insulating housing 4 be formed, etc.

Das vorgeschlagene elektrische Bauelement zeichnet sich dadurch aus, dass Teile des Antriebs für die Vakuumschaltröhre 2 und entsprechende Zuleitungen nicht in dem elektrischen Isolationsraum 8, sondern außerhalb davon angeordnet sind. Hierdurch kann das Bauelement außerordentlich kompakt aufgebaut werden. The proposed electrical component is characterized in that parts of the drive for the vacuum interrupter 2 and corresponding leads not in the electrical insulation space 8th but are arranged outside of it. As a result, the device can be constructed extremely compact.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• WO 2012/156184 A1 [0024, 0038] WO 2012/156184 A1 [0024, 0038]

Claims (16)

Elektrisches Bauelement (1) mit einem elektrischen Funktionsraum (7) und einem elektrischen Isolationsraum (8), der zwischen einer Außenisolation (3) und dem elektrischen Funktionsraum (7) gebildet ist, wobei der elektrische Isolationsraum (8) mit einem Isolationsmedium gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenisolation (3) eine Manschette (11) ist, welche um den Funktionsraum (7) herum gegen diesen gedichtet angeordnet ist. Electrical component ( 1 ) with an electrical functional space ( 7 ) and an electrical insulation space ( 8th ) between an external insulation ( 3 ) and the electrical functional space ( 7 ), wherein the electrical insulation space ( 8th ) is filled with an insulating medium, characterized in that the outer insulation ( 3 ) a cuff ( 11 ) which is around the functional space ( 7 ) is arranged around sealed against this. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsraum (8) durch ein rohrförmiges Isoliergehäuse (4) und das Isoliergehäuse (4) an den gegenüberliegenden Enden abschließende Endkappen (5, 6) gebildet ist, durch die jeweilige Anschlüsse des elektrischen Bauelements geführt sind. Component according to Claim 1, characterized in that the insulation space ( 8th ) by a tubular insulating housing ( 4 ) and the insulating housing ( 4 ) at the opposite ends final end caps ( 5 . 6 ) is formed, are guided by the respective terminals of the electrical component. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) gegen das Isoliergehäuse (4) gedichtet ist. Component according to Claim 2, characterized in that the sleeve ( 11 ) against the insulating housing ( 4 ) is sealed. Bauelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) gegen die Endkappen (5, 6) gedichtet ist. Component according to Claim 2 or 3, characterized in that the sleeve ( 11 ) against the end caps ( 5 . 6 ) is sealed. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) gegen radiale Wandabschnitte (18, 19) der Endkappen (5, 6) gedichtet ist. Component according to Claim 4, characterized in that the sleeve ( 11 ) against radial wall sections ( 18 . 19 ) of the end caps ( 5 . 6 ) is sealed. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) gegen eine Stirnfläche (20, 21) der Endkappen (5, 6) gedichtet ist, welche in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Isoliergehäuses (4) liegt. Component according to Claim 4, characterized in that the sleeve ( 11 ) against an end face ( 20 . 21 ) of the end caps ( 5 . 6 ) which is in a plane perpendicular to a longitudinal axis of the insulating housing ( 4 ) lies. Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) gegen die Anschlüsse gedichtet ist. Component according to one of claims 2 to 6, characterized in that the cuff ( 11 ) is sealed against the connections. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung der Manschette (11) gegen den Funktionsraum (7) durch eine separate Dichtung, insbesondere eine Umfangsdichtung, oder durch die Gestalt und das Material der Manschette (11) hergestellt ist. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the seal of the sleeve ( 11 ) against the functional space ( 7 ) by a separate seal, in particular a peripheral seal, or by the shape and the material of the sleeve ( 11 ) is made. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) aus einem flexiblen Material besteht. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 11 ) consists of a flexible material. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet ist: Polymer, Silikon, Polypropylen oder Polyethylen oder deren Verwandte. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 11 ) is formed of one or more of the following materials: polymer, silicone, polypropylene or polyethylene or their relatives. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) zur Ausbildung von Isolationsrippen (16) die Gestalt eines Balges aufweist. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 11 ) for the formation of isolation ribs ( 16 ) has the shape of a bellows. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) in Umfangsrichtung einstückig ausgebildet ist. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 11 ) is integrally formed in the circumferential direction. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner oder gleich dem Zweifachen Durchmesser des Isolationsraums ist. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 11 ) has an outer diameter that is less than or equal to twice the diameter of the insulation space. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauelement (1) eine Vakuumschaltröhre (2) ist. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical component ( 1 ) a vacuum interrupter ( 2 ). Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmedium eine flüssige Komponente, die niedrig-viskose Isolierflüssigkeit enthält, und eine feste Komponente, die ein granuliertes Polymer umfasst, umfasst. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating medium comprises a liquid component which contains low-viscosity insulating liquid, and a solid component which comprises a granulated polymer. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (11) einen Füllstutzen (17) mit einem Ventil aufweist, welches zum Einleiten des Isolationsmediums dient. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 11 ) a filler neck ( 17 ) having a valve which serves to introduce the insulating medium.

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